近场散射与远场RCS的链条关系式

与远场RCS比较,近场散射问题更复杂、更普遍,且有重要意义。近场散射与远场RCS之间的关系是近场散射研究中的前沿课题之一。本文首先引用三天线概念,其次利用天线耦合公式及电磁场的互易定理导出简洁的链条关系式。最后利用线性系统理论中的基本概念对链条关系式作物理意义的解释。链条关系式在目标特性研究、远场和近场散射测量等方面有重要意义。     

耦合目标近场散射外推技术研究

针对具有多次散射的耦合目标在不满足远场条件下测量的散射方向图发生畸变的问题,通过分析耦合目标的近场-远场转换关系,提出一种"多发多收"模式的近场散射外推方法.在获得全角域的近场双站信息后,对各角度近场接收的散射数据进行外推处理,然后根据互易定理,将外推后的数据等效为"远场发射、近场接收"数据.接下来对该数据再进行一次外推,满足"远场发射、远场接收"的条件,最后取出对角线上的元素获得各角度的远场RCS（Radar Cross Section,RCS）.通过建立存在强耦合机制的二面角和腔体结构模型,利用FEKO和MATLAB软件对方法进行仿真,将"多发多收"外推的结果与远场RCS进行比对.结果表明：该方法得到的结果与远场RCS方向图吻合良好,全角域均值误差小于1dB,验证了方法的有效性.     

基于三维SAR成像的RCS近远场变换方法研究

微波3维成像能够准确地从背景噪声中分离出目标的散射信息,适用于外场目标电磁(EM)散射特性的分析和研究,因而从3维合成孔径雷达(SAR)成像的角度研究目标电磁的散射特性是目前的一个新兴的热门课题。该文以此为背景,首先从Stratton-Chu积分方程出发详细推导3维SAR的近场波数域成像过程,解释3维SAR成像的物理意义;然后阐述基于3维SAR成像的雷达散射截面积(RCS)近远场变换原理,介绍3维SAR图像的散射中心提取方法,给出基于3维SAR成像的RCS近远场变换算法;最后通过FEKO软件进行了仿真实验,得到了5个点目标的RCS近远场变换的方位特性曲线和频率特性曲线,并通过与理论情况的对比,验证该算法在RCS近远场变换技术中的有效性。     

球面波环式散射远近场变换算法研究

提出了一种球面波照射下获得飞行器类目标远场RCS的变换算法.根据ISAR成像中目标反射率空间分布特性不随测试状态改变.建立了多散射中心模型;针对隐身目标自身高度较小、在鳖直面上满足远场条件的特点,将入射球面波等效为柱面波照射;以目标像作为二次辐射源,导出了远近场之间的依赖关系式;利用目标全角域近场散射信息进行外推,获得了远场条件下各个角度的RCS值.该算法采用对频率求导的方法,降低了公式简化中的误差,又满足了步进频率系统的测试要求.仿真和实验表明算法准确有效.     

近远场变换技术在目标特性测试中的应用

对近远场变换技术在目标特性测试中的应用进行了研究,通过对飞机模型的仿真结果进行近场成像处理、远场计算重构以及卷积积分修正等处理,可将近场散射变换到远场.同时,近远场变换技术能够有效解决在不满足远场条件下测量雷达散射截面积(RCS)时遇到的问题.通过对金属导体圆柱、导弹模型、常规飞机模型、角反射器等进行RCS测试,并对单...     

平面近场散射抑制算法仿真与分析

本文提出一种用于平面近场暗室的散射抑制算法。该方法将平面近场测量得到的远场方向图进行柱面波模式分解,利用柱面波谱与被测天线的空间约束关系滤除散射分量,最后经过柱面波谱-远场变换得到处理后的远场方向图。通过构建模拟偶极子阵,将算法处理后的方向图与理想环境下的方向图进行对比,结果表明该算法能够有效的降低散射误差对远场方向图的影响。     

基于柱面扫描近场成像的RCS 测量方法研究

该文提出一种基于柱面扫描近场成像的RCS(Radar Cross Section)测量新方法:以理想的各向同性点散射中心模型为核心假设,通过详细的理论推导给出了一种具有通用性的基于柱面扫描近场成像的RCS 测量方法。该方法先得到目标的3 维雷达散射图像,再通过这些等效理想散射中心的散射场叠加获得远处散射场进而给出目标的远场RCS 值。该方法不仅能得到被测目标的3 维雷达散射图像,还能获得一定立体角域的目标远场RCS。相比只能得到2 维雷达散射图以及2 维平面角域RCS 结果的圆迹扫描测试相比,该文所提的柱面扫描测试能得到更多的目标散射信息,具有较强的实用性。仿真结果验证了新方法的可靠性。      

基于FDTD技术计算目标远场RCS方法的Matlab实现

利用LOVE场等效原理．实现了从近场到远场的变换,很好地解决了应用时域有限差分法（FDTD）计算目标远场RCS（远场雷达散射截面）的问题,并应用Marlab编程成功实现了此算法．最后利用该方法求解了三个实例中的远场RCS问题．并将其计算结果与理论或其他计算方法所得的结果进行了比较．结果吻合较好．     

基于散射分布函数模型的近远场变换技术研究

全尺寸目标的电磁散射特性测试,需要足够大的测试距离或紧缩场系统,但是建设满足远场条件的室外静态场与室内紧缩场需要巨大的经费投入和很高的技术条件,更无法对飞行器进行现场成像与雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)诊断.针对近距离测试检定飞行器隐身性能的需求,提出了基于散射分布函数模型的近远场变换算法.建立三维散射分布函数模型,采用三维扫描方式记录近场数据,将球面波函数分别在柱坐标系、三维直角坐标系与球坐标系下展开,变换得到目标的远场数据,通过三维逆傅里叶变换与插值算法给出目标的三维重建图像与远场RCS.仿真分析与实验表明,算法准确有效.     

电磁场与微波技术

O4412005040695用于天线RCS减缩的分形微带贴片天线/刘英,龚书喜,郭晖,傅德民(西安电子科技大学天线与电磁散射研究所)//电子学报.―2004,32(9).―1530～1531.文中给出一种分形微带天线在天线雷达散射截面(RCS)减缩中应用的示例.分形结构具有独特的空间填充性能,利用该性能可以探索分形天线在天线RCS减缩中的应用.设计出的分形天线与常规天线的辐射性能进行了比较,可以看出分形天线基本保持了原辐射性能.同时比较了两者的散射性能,可以看出分形天线有一定的RCS减缩效果,该文的内容对天线隐身有一定的借鉴作用.图4表0参7O4412005040696…     

蒙皮天线的浅介质腔体散射特性分析

随着隐身技术的不断发展,天线雷达散射截面( RCS)的缩减成为实现低散射平台电磁隐身特性的关键。蒙皮天线是天线RCS缩减的重要技术方向,而腔体散射又是蒙皮天线难以避开的问题,因此,介质浅腔的RCS缩减是实现低RCS天线的重要保障。通过仿真软件FEKO对浅腔、介质及介质浅腔的散射特性进行研究,得到了介质浅腔散射随介质浅腔深度呈现单调变化的条件,给出了一种具有低RCS值的菱形介质浅腔设计方法。该方法利用天线电性能及介质浅腔隐身性能对介质板厚度呈现单调变化的特性,在满足天线驻波比要求的基础上,通过尽量减薄介质基板的厚度实现介质浅腔RCS的缩减。实测结果表明,通过上述方法设计的介质浅腔的RCS得到了接近10 dB的缩减效果。     

基于0.14 THz成像雷达的RCS测量

介绍了一种在菲涅耳区测量雷达散射截面(RCS)的方法。通过近-远场变换,利用目标的一维距离像、二维逆合成孔径雷达(ISAR)像数据估计目标RCS,避免了太赫兹(THz)频段RCS测量不容易满足远场条件的困难。采用强散射点提取技术剔除支架等背景噪声对测量结果的影响,提高了RCS估计精确度。利用该方法对0.14 THz雷达缩比测量数据进行处理,获得了典型目标在P波段的RCS估计值。     

基于天线方向图与近场SBR的海面舰船复合散射研究

针对弹目交互场景中近场电磁散射仿真问题,提出了一种基于近场弹跳射线(shooting and bouncing ray,SBR)法并考虑天线方向图影响的海面舰船复合散射计算模型.根据天线方向图和海面舰船一体化几何模型,给出满足物理光学远场计算条件的面元所接收到的电场强度,通过SBR法得出所有面元的散射场,最后由矢量叠加...     

单脉冲寻向天线和目标的一体化仿真及测角误差分析

本文通过矩量法及其高效数值方法（MLFMA）对近距离目标--单脉冲收发天线的电磁互作用进行一体化数值仿真,定量研究了单脉冲天线的近场角度测量特性.在该近场模型中,目标散射近场的幅、相分布和同轴探针激励的喇叭单脉冲天线的辐射场（对应远场和波束）、接收端响应（对应远场差波束）均采用全波数值模拟获得.首先,计算单脉冲天线的辐射场并将其作为对目标照射的激励条件;接着,计算目标散射近场的空间分布;并计算出单脉冲天线所接收到的目标散射场;最后,使用幅值法和相位法计算出单脉冲天线近场测角角度,并在此基础上对近距离测角误差进行研究.在导弹目标算例中,将天线--目标一体化建模和天线口径面上散射近场的幅、相分布计算结果用于近距离条件下单脉冲天线测角误差的研究,并通过频率、距离的变化对测角精度做了对比分析;发现目标近场散射幅、相分布的非均匀性,是导致单脉冲天线近距离角度测量产生较显著的测角误差的主要原因;而频率较低时,测角误差较小.文中给出了物理解释,并提出近距离测向时借助于较低频信号的校正以降低测角误差的建议.     

基于模式项散射的吸波结构

天线雷达散射截面(RCS)的缩减是隐身平台实现低散射特性的关键.吸波结构是缩减目标RCS的重要技术手段,而又难以避免对天线辐射性能产生恶化影响.针对微带天线提出了基于模式项散射的吸波结构设计方法,利用吸波结构模式项散射与微带天线的结构项散射进行对消,达到天线带外雷达散射截面缩减的效果.通过仿真验证,在工作中心频率为10...     

球面近远场和远近场变换算法

天线的远场对于研究天线辐射特性具有重大意义，近场测量技术因其能够避免直接测量远场而得到广泛应用，该技术采用近远场变换获得远场，然而，检验该远场的准确性也是很重要的.为了解决此类问题，文中以球面近场测量为例，提供了一种解决方案.该方案主要探讨了球面波模式展开理论，该理论是实现球面近远场变换算法的关键，其将待测天线在空间建立的场展开成球面波函数之和，天线的加权系数既包含了远场信息也包含了近场信息.因此，不仅能够利用近场测量信息获得远场辐射特性，同样能够利用远场辐射特性反推得到近场处电场，这样就能检验由近远场变换算法得到的远场是否准确.文中首先推算得到了近远场变换公式，随后进一步推算得到远近场变换的公式，最后将本文算法计算结果与FEKO测量结果进行比较，二者吻合良好，从而证实了本文两种算法的有效性.     

天线模式项散射分析与天线RCS减缩

天线的散射场是由结构散射场和模式散射场两项组成。理论分析和实验结果表明,后者对天线的雷达散射截面(RCS)的贡献比前者要大得多,有效地克服模式散射场将会明显地降低天线的RCS。本文提出了一种以克服面天线模式散射场达到降低天线雷达截面的模式项消去法减缩天线RCS技术,并在几种天线模型上进行了实验。实验结果证明,这种技术减缩天线RCS的效果,不管在天线工作频带内还是频带外均可达到10～15dB。模式项消去法减缩技术是一种降低面天线RCS的新途径,比其它减缩技术频带更宽,具有较好的工程适用性。     

变极化单脉冲环焦天线分析与实验

本文用物理光学法分析研究任意极化单脉冲环焦天线的近场分布和远场方向图.利用傅里叶级数展开公式,将四重积分分别简化为三重(近场)和二重积分(远场),大大简化了数值计算.实验结果证明了理论分析的正确性,数学模型和分析软件可用于大中型双赋形单脉冲环焦天线设计.     

多天线组合孔径散射机理及隐身技术

多天线组合孔径是机载综合天线孔径的一种常见形式,散射机理复杂,隐身设计的难度较大,其散射分析与RCS减缩措施对实际工程应用有较大的意义.对多天线组合孔径的典型散射机理(包括镜面反射、两面角散射、腔体散射及棱边绕射等)作了简要分析,在此基础上提出了相应的隐身(RCS减缩)措施,并通过仿真及试验进行了验证.     

用空间传播和RCS模型研究RFID装置最大识别距离

通过自由空间传播模型和雷达散射横截面（RCS）模型，研究了反向散射射频识别（RFID）装置的最大识别距离。用高频电磁场仿真软件FEKO对折叠偶极子标签天线进行了建模仿真，得到天线的远场辐射方向图、输入阻抗以及在不同负载情况下天线的单站RCS值。经过理论分析和仿真计算，由两个电波传播模型分别得出RFID装置可能的最大识别距离。最后比较了两种模型的计算结果，较小的距离即为该反向散射RFID装置的最大识别距离。